多天線協(xié)作網(wǎng)絡的預編碼設計及性能分析.pdf

1、多天線技術(shù)是無線通信領域過去幾十年取得的重要成果之一，在多天線技術(shù)的研究中，預編碼設計是一個重要方向。根據(jù)發(fā)送端獲取的用戶信道信息進行預編碼設計，多天線傳輸可以顯著提高用戶的信噪比、降低用戶間干擾。另一方面，協(xié)作通信也是近年來無線通信領域的研究熱點，通過基站與基站、基站與用戶、用戶與用戶間的相互協(xié)作，可以提高網(wǎng)絡的頻譜效率，減小網(wǎng)絡功率消耗。本論文旨在研究多天線協(xié)作網(wǎng)絡的預編碼設計及性能分析，深入研究無線網(wǎng)絡預編碼算法的設計，分析多天線

2、技術(shù)及協(xié)作通信技術(shù)給網(wǎng)絡帶來的增益。本論文主要成果包括：
　　首先，本論文考慮多小區(qū)多播網(wǎng)絡的預編碼設計，分別基于用戶服務質(zhì)量及用戶公平性提出預編碼算法。在基于用戶服務質(zhì)量的預編碼設計中，從用戶信道矩陣相關(guān)性角度分析了該問題的可解性，并提出分布式預編碼算法。對于基于用戶公平性的預編碼優(yōu)化問題，在滿足各基站單獨功率約束的條件下，最大化整個網(wǎng)絡中所有用戶的最小信干噪比。通過挖掘該優(yōu)化問題與加權(quán)峰值功率最小化問題的對偶特性，提出能獲得近

3、似最優(yōu)解的迭代預編碼算法。
　　第二，本論文研究了大規(guī)模天線下多小區(qū)的多播傳輸。首先，推導了完美信道信息條件下各基站預編碼向量的漸近最優(yōu)結(jié)構(gòu)。接著，考慮非完美信道信息的情形并推導了在有導頻污染的情形下用戶的漸近信干噪比。進而，基于預編碼向量的漸近最優(yōu)結(jié)構(gòu)提出全新的導頻傳輸模式來消除導頻污染對系統(tǒng)的影響。同時，進一步在用戶端引入導頻功率控制并推導出導頻功率控制的閉式最優(yōu)解。
　　第三，在非完美信道信息情形下，本論文研究了無線信

4、息-能量傳輸系統(tǒng)的魯棒性多播預編碼設計。設計目標是在有界信道誤差條件下，最大化能量汲取用戶接收到的能量同時保證信息接收用戶的速率達到事先設定的目標值?；诎胝ㄋ沙诜椒ㄌ岢龈咝ьA編碼算法，并證明所提算法總能得到原問題的最優(yōu)解。
　　第四，本論文研究多天線X型雙向中繼信道的預編碼設計及性能分析。首先推導系統(tǒng)自由度上界。然后，基于信號對齊及聯(lián)合干擾消除,提出了協(xié)作傳輸模式并且給出了所提傳輸模式能達到自由度上界的充要條件。接著，考慮廣義